Zyklische Kontraktionen tragen zu dreidimensionaler Zellmotilität bei

Autor: Godeau, Amélie
Přispěvatelé: Institut de Science et d'ingénierie supramoléculaires (ISIS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Université de Strasbourg, Universität des Saarlandes, Daniel Riveline, Albrecht Ott, Ott, Albrecht
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Biological Physics [physics.bio-ph]. Université de Strasbourg; Universität des Saarlandes, 2016. English. ⟨NNT : 2016STRAF038⟩
DOI: 10.22028/d291-26826
Popis: Cell motility is an important process in Biology. It is mainly studied on 2D planar surfaces,whereas cellsexperience a 3D environment in vivo. A key factor for motility is the force cells apply to their surrounding allowing them to move. The knowledge of the spatio-temporal distribution of these forces in combination with focal adhesions connecting the cell to its surrounding, acto-myosin cytoskeleton able to generate force, and ?bronectin, the extracellular protein to which cells bind, permit to understand cell motility. We let cells move in a Cell Derived Matrix (CDM) and strikingly cells managed to deform the matrix with a speci?c pattern: contractions occur cyclically with two contraction centers at the front and at the back of the cell with a period of 13-14 min and a phase shift between contraction-relaxation of 3.5 min. The cycles enable the cell to optimally migrate through the CDM, as perturbation of cycles led to reduced motility. Cell con?nement was found to be essential for contraction-relaxation cycles in contrast to the chemical environment of the CDM. We identi?ed the cortex as a good candidate for contraction-relaxation cycles, as it contracts when mechanically challenged by laser ablation. The concept of two alternating contractions front and back of the cell was con?rmed as we were able to trigger cell motility externally. Altogether, this study reveals a new mechanism of dynamic cellular behaviour linked to cell motility. La motilité des cellules est un phénomène fondamental en biologie, notamment lors de l’embryogénèse, le cancer ou la cicatrisation. Ce phénomène est principalement étudié dans des conditions peu physiologiques comme des surfaces planes. Pour mieux comprendre le pénomène in vivo, nous avons utilisé une matrice synthétisée pard es cellules(CDM) pour étudier la migration tridimensionnelle. Nous portons notre intérêt sur les déformations de la matrice appliquées par les cellules qui permettent avec la connaissance de la distribution de la ?bronectine, des points d’ancrage de la cellule, les contacts focaux et l’acto-myosine capable de générer une force, de mieux comprendre comment la cellule interagit avec son environnement. L’analyse du champ de déformation révèle que, contrairement aux surfaces 2D, les cellules ont un comportement cyclique d’applications de déformations. Il y a deux centres de contractions à l’avant et à l’arrière de la cellule. Par le biais de l’autocorrélation des déformations, nous révélons une période de contraction et un décalage entre contraction-relaxation à l’arrière et à l’avant. La motilité est étroitement liée à cette déformation. Après la contraction à l’arrière, la cellule bouge et le mouvement est suivi d’un relâchement à l’avant. Les oscillations de vitesse observées sont également liées à une force oscillante. Pour exclure une cause chimique du CDM comme étant responsable des contractions, nous avons fabriqué des micro-canaux chimiquement neutres. Dans ces canaux, les cellules migrent de manière pulsatile. Cela nous permet d’exclure un e?et chimique du CDM et de con?rmer que ces cycles sont connectés au con?nement des cellules. Grâce à l’utilisation de drogues spéci?ques, nous avons identi?é l’acto-myosinecommeétantl’acteurprincipaldecephénomènedecontraction-relaxation. Par la suite, nous distinguons les di?érentes structures cellulaires impliquées. Les résultats indiquent que le cortex est l’acteur responsable des contractions-relaxations, comme il est le seul à provoquer un mouvement après ablation laser. Nous appliquons également plusieurs ablations sur une cellule pour reproduire des contractions avant-arrière et sommes capables de provoquer une motilité cellulaire. L’ensemble de cette étude met en évidence un nouveau mécanisme fondamental de dynamique cellulaire, impliqué dans le mouvement des cellules.
Databáze: OpenAIRE
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